新型「隱形」奈米線可避開陽光照射，提升太陽能電池效率

美國的研究人員已經找到如何讓太陽能電池吸收比以前更多的陽光，方法是使橫跨太陽能電池頂部的細電線實際上不可見。

傳統的太陽能電池是頂部有方形網格線的面板。 這些電線是傳導電池吸收的電荷所必需的，但雖然它們看起來可能並沒有真正阻止電池吸收陽光的能力，但實際上它們確實如此？ 阻擋 5% 到 10% 的光線，否則光線會照射到細胞上。 如果你能製作這些電線就好了？ 消失？ 嗯，看來我們可以。

“利用奈米技術，我們開發了一種新穎的方法，使入射光幾乎看不見上部金屬觸點，”其中一位研究人員 Vijay Narasimhan 說道來自史丹佛大學。 “我們的新技術可以顯著提高效率，從而降低太陽能電池的成本。”

該團隊沒有使用傳統的電線，而是開發了一種方法，可以將 16 奈米厚的金膜放置在平坦的矽片上。 該薄膜佈滿了奈米尺寸的孔陣列，可以被匹配的矽奈米柱陣列滲透，這些矽奈米柱穿過金屬層。

“我們將矽和穿孔金膜一起浸入氫氟酸和過氧化氫的溶液中，”團隊成員之一托馬斯·海梅爾 (Thomas Hymel) 說道。 “金膜立即開始沉入矽基板中，矽奈米柱開始從膜上的孔中彈出。”

奈米柱的優點是可以生長到 330 奈米的高度，它們可以透過反射金屬表面和漏斗光向上延伸？ 因此，能量？ 向下進入下面的矽基板。

該系統描述於ACS奈米，從技術上來說可能不構成隱形，但最終的結果呢？ 透過金屬改變光線方向？ 至少從能量增益的角度來看，幾乎是一樣的。

這些收益是相當可觀的。 「在我們最好的設計中，近三分之二的表面可以被金屬覆蓋，但反射損失僅為 3%，”納拉辛漢說。 “擁有這麼多金屬可以提高電導率，並使電池在將光轉化為電能方面更加有效。”

研究人員預計他們的奈米線片可以將傳統太陽能電池的效率從 20% 提高到 22%，因此計劃在工作電池上測試該設計，看看它在現實世界中的表現如何。

“我們稱它們為‘隱蔽接觸’，因為金屬隱藏在矽奈米柱的陰影中，”研究生 Ruby Lai 說。 “無論你放入什麼類型的金屬，它對於入射光來說幾乎是不可見的。”